p Os engenheiros do MIT demonstraram que podem melhorar o desempenho das nanopartículas de distribuição de drogas controlando um traço de estruturas químicas conhecido como quiralidade - a "lateralidade" da estrutura. p Muitas moléculas biológicas podem vir em formas destras ou canhotas, que são idênticos em composição, mas são imagens espelhadas uma da outra.

p A equipe do MIT descobriu que o revestimento de nanopartículas com a forma destra do aminoácido cisteína ajudou as partículas a evitar serem destruídas por enzimas no corpo. Também os ajudou a entrar nas células com mais eficiência. Esta descoberta pode ajudar os pesquisadores a projetar transportadores mais eficazes para medicamentos para tratar o câncer e outras doenças, diz Robert Langer, o David H. Koch Institute Professor do MIT e membro do Koch Institute for Integrative Cancer Research.

p "Estamos muito entusiasmados com este artigo porque o controle da quiralidade oferece novas possibilidades para a administração de medicamentos e, portanto, novos tratamentos médicos, "diz Langer, quem é um dos autores seniores do artigo.

p Ana Jaklenec, um cientista pesquisador do Instituto Koch, também é um autor sênior do artigo, que aparece em Materiais avançados em 4 de novembro. O autor principal do artigo é o pós-doutorando do MIT Jihyeon Yeom. Outros autores do artigo são os ex-pós-doutorandos do MIT Pedro Guimarães e Kevin McHugh, Pós-doutorado do MIT Quanyin Hu, e o afiliado de pesquisa do Koch Institute, Michael Mitchell. Hyo Min Ahn, BoKyeong Jung, e Chae-Ok Yun da Universidade Hanyang em Seul, Coreia do Sul, também são autores do artigo.

p Interações quirais

p Muitas moléculas biologicamente importantes evoluíram para existir exclusivamente em versões destras ("D") ou canhotas ("L"), também chamados de enantiômeros. Por exemplo, aminoácidos de ocorrência natural são sempre enantiômeros "L", enquanto o DNA e a glicose são geralmente "D".

p "A quiralidade é onipresente na natureza, conferindo singularidade e especificidade às propriedades biológicas e químicas dos materiais, "Yeom diz." Por exemplo, moléculas formadas com a mesma composição têm gosto doce ou amargo e cheiram de forma diferente dependendo de sua quiralidade, e um enantiômero é inativo ou mesmo tóxico, enquanto o outro enantiômero pode servir a uma função biológica importante. "

p A equipe do MIT formulou a hipótese de que pode ser possível tirar proveito das interações quirais para melhorar o desempenho das nanopartículas de entrega de drogas. Para testar essa ideia, eles criaram "suprapartículas" consistindo em aglomerados de partículas de óxido de cobalto de 2 nanômetros cuja quiralidade era fornecida pela versão "D" ou "L" da cisteína nas superfícies.

p Fluindo essas partículas ao longo de um canal revestido com células cancerosas, incluindo células de mieloma e câncer de mama, os pesquisadores puderam testar o quão bem cada tipo de partícula foi absorvido pelas células. Eles descobriram que as partículas revestidas com cisteína "D" foram absorvidas de forma mais eficiente, que eles acreditam ser porque são capazes de interagir mais fortemente com o colesterol e outros lipídios encontrados na membrana celular, que também têm a orientação "D".

p Os pesquisadores também acreditaram que a versão "D" da cisteína pode ajudar as nanopartículas a evitar a degradação por enzimas no corpo, que são feitos de aminoácidos "L". Isso pode permitir que as partículas circulem no corpo por longos períodos de tempo, tornando mais fácil para eles chegarem aos destinos pretendidos.

p Em um estudo com ratos, os pesquisadores descobriram que as partículas revestidas com "D" permaneceram na corrente sanguínea por mais tempo, sugerindo que eles foram capazes de escapar com sucesso das enzimas que destruíram as partículas revestidas com "L". Cerca de duas horas após a injeção, o número de partículas "D" em circulação era muito maior do que o número de partículas "L", e permaneceu mais alto durante as 24 horas do experimento.

p "Este é o primeiro passo para ver como a quiralidade pode potencialmente ajudar essas partículas a alcançar as células cancerosas e aumentar o tempo de circulação. O próximo passo é ver se poderíamos realmente fazer a diferença no tratamento do câncer, "Jaklenec diz.

p Partículas modificadas

p Os pesquisadores agora planejam testar essa abordagem com outros tipos de partículas de entrega de drogas. Em um projeto, eles estão investigando se o revestimento de partículas de ouro com aminoácidos "D" melhorará sua capacidade de administrar medicamentos contra o câncer em camundongos. Noutro, eles estão usando essa abordagem para modificar os adenovírus, que alguns de seus colaboradores estão desenvolvendo como uma nova forma potencial de tratar o câncer.

p "Neste estudo, mostramos que a quiralidade 'D' permite um tempo de circulação mais longo e aumenta a captação pelas células cancerosas. A próxima etapa seria determinar se as partículas quirais carregadas com droga dão eficácia aumentada ou prolongada em comparação com a droga livre, "Jaklenec diz." Isso é potencialmente traduzível para essencialmente qualquer nanopartícula. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.